quel expérience doit-on réaliser pour mesurer la température de l'eau toute les minutes au cours d'un changement d'état ???

L’eau est placée dans un tube à essais lui-même plongé dans un mélange réfrigérant (doc. 1) constitué de glace pilée et de sel (sa température est inférieure à 0 °C).

La température est mesurée à l'aide d'un thermomètre électronique et notée à intervalles de temps réguliers mesurés à l’aide d’un chronomètre.

L'eau utilisée est la plus pure possible : il s'agit d'eau distillée.

Remarques :

– l'eau du robinet ne convient pas, car elle n'est pas pure (elle contient des minéraux et des gaz dissous) ;

– l'utilisation du thermomètre électronique est préférable à celle du thermomètre à alcool, car il permet une mesure plus rapide.

On observe qu'au contact du mélange réfrigérant, la température de l’eau diminue : l'eau se refroidit.

Lorsque la température atteint 0 °C, elle cesse temporairement de diminuer : la glace commence à apparaître durant cette période.

Tant que l'eau liquide ne s'est pas entièrement transformée en glace, la température reste égale à 0 °C.

Sur le graphique précédent, ce phénomène correspond à la portion de droite horizontale que l'on appelle palier de température.

La température ne recommence à diminuer que lorsque toute l'eau est à l'état solide.

Lorsque l'eau pure liquide se solidifie, sa température est de 0 °C, et cette température reste constante jusqu'à ce que toute l'eau liquide se soit transformée en glace.

On dit que la température de solidification de l'eau est de 0 °C.

La température reste constante lors de la solidification de l'eau pure, elle suit un palier.

Pour étudier la fusion de l'eau, on plonge un tube à essais contenant de la glace (constituée d'eau pure) dans de l'eau chaude, et on opère de la même manière que pour l'étude de la solidification : la température est mesurée régulièrement en utilisant un thermomètre électronique et un chronomètre.

On observe qu'au contact de l'eau chaude, la température de la glace augmente.

Lorsque la température atteint 0 °C, elle cesse temporairement de d'augmenter et l’'eau liquide apparaît.

Tant que la glace n'a pas entièrement fondu, la température reste égale à 0 °C.

Sur le graphique, ce phénomène correspond à la portion de droite horizontale que l’on appelle palier de température.

La température ne recommence à augmenter que lorsque toute l'eau est à l'état liquide.

Lorsque l'eau pure solide subit une fusion, sa température est de 0 °C, et cette température reste constante jusqu'à ce que toute la glace se soit transformée en eau liquide.

On dit que la température de fusion de l'eau est de 0 °C.

Lorsque la glace et l'eau liquide coexistent, la température est de 0 °C : la fusion et la solidification de l'eau se font à température constante.

L'essentiel

Fusion et solidification de l'eau pure sont deux changements d'états inverses qui se déroulent à 0 °C.

Pendant toute la durée du changement d'état, la température reste constante et les deux états de l'eau (solide et liquide) coexistent. ;)